本文關(guān)鍵詞：面齒輪磨削數(shù)字化建模與磨削溫度場(chǎng)分析

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【摘要】：面齒輪被西方發(fā)達(dá)國(guó)家稱為旋翼機(jī)傳動(dòng)的希望,具有許多優(yōu)越性。但我國(guó)研究面齒輪的起步較晚,制造高速、重載、長(zhǎng)壽命等精密硬齒面面齒輪的技術(shù)還很不完善,主要難題在于如何提高面齒輪的齒面精度�，F(xiàn)已有的蝸桿砂輪磨削面齒輪由于奇異點(diǎn)和加工效率等問題,還無法大規(guī)模生產(chǎn)高精度面齒輪。進(jìn)行碟形砂輪磨削面齒輪數(shù)字化建模與磨削溫度場(chǎng)分析,對(duì)于高精密加工面齒輪具有重要意義。本文主要研究工作包括如下幾點(diǎn):(1)對(duì)面齒輪進(jìn)行了MATLAB三維可視化與建模,并通過傳動(dòng)比與半徑系數(shù)的關(guān)系,分析了面齒輪最大外徑系數(shù)、最小內(nèi)徑系數(shù)等基本參數(shù),所繪制出的三維圖像可更直觀地得到基本參數(shù)和傳動(dòng)比與刀具齒數(shù)的變化規(guī)律。(2)通過對(duì)Gleason接觸原理的分析,推導(dǎo)出適用于點(diǎn)磨削時(shí)求解面齒輪磨削寬度和磨削接觸弧長(zhǎng)的公式,計(jì)算面齒輪齒面各點(diǎn)磨削基本參數(shù)可知,面齒輪磨削時(shí)在齒面各點(diǎn)的接觸弧長(zhǎng)、接觸寬度都不相同,整體趨勢(shì)為沿齒長(zhǎng)方向,靠近近心端時(shí),橢圓接觸面積增大;沿齒高方向,與接近齒根區(qū)域,橢圓接觸面積增大。(3)采用八節(jié)點(diǎn)六面體的單元對(duì)面齒輪模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,建立面齒輪的有限元3D單齒模型,運(yùn)用Jeager的矩形干磨方式的磨削溫度場(chǎng)理論,對(duì)面齒輪齒面上五個(gè)代表性的點(diǎn)進(jìn)行磨削溫度場(chǎng)模擬仿真,可知其磨削溫度在每個(gè)磨削位置時(shí)都不相同,其變化趨勢(shì)與磨削接觸面積相一致。(4)利用計(jì)算矩形無冷卻均布熱源公式,計(jì)算得到表層最高溫度的理論值,并通過紅外測(cè)溫儀對(duì)面齒輪進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)溫,通過三者數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,有限元仿真結(jié)果誤差在允許范圍內(nèi),驗(yàn)證了理論仿真計(jì)算的可行性。
【關(guān)鍵詞】：面齒輪 磨削 建模 溫度場(chǎng) 有限元仿真
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG616
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 研究的背景、目的及意義9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外面齒輪設(shè)計(jì)與制造技術(shù)研究發(fā)展現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 面齒輪設(shè)計(jì)理論的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 面齒輪制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 面齒輪齒面精度研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 磨削力與磨削磨削溫度的研究發(fā)展現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 磨削力研究15-16
• 1.3.2 溫度場(chǎng)理論模型的發(fā)展16
• 1.3.3 有限元方法在磨削溫度場(chǎng)分析中的應(yīng)用16-18
• 1.3.4 磨削溫度測(cè)量技術(shù)18-19
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容19-20
• 第二章 面齒輪設(shè)計(jì)與三維建模20-28
• 2.1 引言20
• 2.2 齒面方程建立20-22
• 2.2.1 刀具齒輪齒面方程的確立20-21
• 2.2.2 面齒輪工作曲面方程的建立21-22
• 2.2.3 過渡曲面基本方程的確立22
• 2.3 正交面齒輪的設(shè)計(jì)22-26
• 2.3.1 齒廓不發(fā)生根切的最小半徑的確定22-23
• 2.3.2 遠(yuǎn)心端齒頂不變尖的最大外半徑確定23-24
• 2.3.3 正交面齒輪的最大齒寬系數(shù)的確定24-25
• 2.3.4 正交面齒輪的設(shè)計(jì)實(shí)例25-26
• 2.4 正交面齒輪的可視化26-27
• 2.4.1 正交面齒輪單個(gè)齒的MATLAB可視化26-27
• 2.4.2 正交面齒輪三維實(shí)體模型的建立27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 面齒輪碟形砂輪磨削原理與磨削參數(shù)確定28-40
• 3.1 引言28
• 3.2 面齒輪碟形砂輪磨削原理28-30
• 3.3 面齒輪碟形砂輪磨削理論與基本參數(shù)的確定30-36
• 3.3.1 瞬時(shí)橢圓接觸基本理論30-36
• 3.3.2 磨削基本參數(shù)的確定36
• 3.4 面齒輪碟形砂輪磨削力與磨削熱的數(shù)學(xué)模型36-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第四章 磨削溫度場(chǎng)的有限元仿真分析40-55
• 4.1 引言40-42
• 4.2 磨削溫度場(chǎng)的有限元模型42-45
• 4.3 面齒輪磨削溫度場(chǎng)有限元仿真45-53
• 4.3.1ANSYS軟件有限元分析理論與APDL語言45-47
• 4.3.2 假設(shè)條件47
• 4.3.3 有限元模型的選擇與建立47-49
• 4.3.4 面齒輪磨削有限元仿真參數(shù)的確定49-50
• 4.3.5 ANSYS溫度場(chǎng)有限元仿真結(jié)果50-53
• 4.4 面齒輪磨削溫度場(chǎng)結(jié)果分析53-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第五章 面齒輪磨削溫度場(chǎng)理論計(jì)算模型及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證55-61
• 5.1 面齒輪建模的實(shí)驗(yàn)分析55-56
• 5.2 面齒輪磨削溫度場(chǎng)理論計(jì)算模型56
• 5.3 面齒輪磨削溫度實(shí)驗(yàn)56-59
• 5.3.1 面齒輪磨削實(shí)驗(yàn)條件56-58
• 5.3.2 磨削溫度實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果58-59
• 5.4 齒面磨削燒傷分析59-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 第六章 結(jié)論與展望61-63
• 6.1 結(jié)論61-62
• 6.2 展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間的主要研究成果及參與研究項(xiàng)目66-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 李政民卿;朱如鵬;;面齒輪插齒加工中過程包絡(luò)面和理論齒廓的干涉[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年07期

2 高金忠;朱如鵬;李政民卿;;面齒輪滾磨刀具基蝸桿齒廓奇異點(diǎn)研究[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2011年10期

3 姬存強(qiáng);魏冰陽(yáng);鄧效忠;趙寧;;正交面齒輪的設(shè)計(jì)與插齒加工試驗(yàn)[J];機(jī)械傳動(dòng);2010年02期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 明興祖;螺旋錐齒輪磨削界面力熱耦合與表面性能生成機(jī)理研究[D];中南大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：728116